IT大学物理期中(B)2012.5

《大学物理》第1页共8页天津工业大学（2011-2012学年第二学期）《大学物理》期中试卷（ITB）（2012.5理学院）特别提示：请考生在密封线左侧的指定位置按照要求填写个人信息，若写在其它处视为作弊。本试卷共有四道大题，请认真核对后做答,若有疑问请与监考教师联系。满分24711711106题目一1~8二9~10二11~12二13~14二15~16三17三18得分评阅人满分8106总分复核题目三19三20四21得分评阅人一、选择题（每小题3分,请将答案写在括号处）1．如图所示，A、B为两个相同的绕着轻绳的定滑轮。A滑轮挂一质量为M的物体，B滑轮受拉力F，而且F＝Mg。设A、B两滑轮的角加速度分别为A和B，不计滑轮轴的摩擦，则有(A)A＝B；(B)A＞B；(C)A＜B；(D)开始时A＝B，以后A＜B。［］AMBF满分24得分-------------------------------密封线----------------------------------------密封线----------------------------------------密封线---------------------------------------学院专业班学号姓名-------------------------------装订线----------------------------------------装订线-----------------------------------------装订线---------------------------------------《大学物理》第2页共8页2．一块方板，可以绕通过其一个水平边的光滑固定轴自由转动，最初板自由下垂。今有一小团粘土，垂直板面撞击方板，并粘在板上。对粘土和方板系统，如果忽略空气阻力，在碰撞中守恒的量是(A)动能；(B)绕木板转轴的角动量；(C)机械能；(D)动量。［］3．一个带正电荷的质点，在电场力作用下从A点出发经C点运动到B点，其运动轨迹如图所示。已知质点运动的速率是递减的，下面关于C点场强方向的四个图示中正确的是：［］4．均匀磁场的磁感强度B垂直于半径为r的圆面。今以该圆周为边线，作一半球面S，则通过S面的磁通量的大小为(A)2r2B；(B)r2B；(C)0；(D)无法确定的量。［］5．若空间存在两根无限长直载流导线，空间的磁场分布就不具有简单的对称性，则该磁场分布(A)不能用安培环路定理来计算；(B)可以直接用安培环路定理求出；(C)只能用毕奥－萨伐尔定律求出；(D)可以用安培环路定理和磁感强度的叠加原理求出。［］6.一载有电流I的细导线分别均匀密绕在半径为R和r的长直圆筒上形成两个螺线管，两螺线管单位长度上的匝数相等。设R=2r，则两螺线管中的磁感强度大小BR和Br应满足：CBAE(B)CBAE(C)CBAE(D)CBAE(A)《大学物理》第3页共8页(A)BR=2Br；(B)BR=Br；(C)2BR=Br；(D)BR=4Br。［］7．半径为a的圆线圈置于磁感强度为B的均匀磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈电阻为R；当把线圈转动使其法向与B的夹角=60°时，线圈中通过的电荷与线圈面积及转动所用的时间的关系是(A)与线圈面积成正比，与时间无关；(B)与线圈面积成正比，与时间成正比；(C)与线圈面积成反比，与时间成正比；(D)与线圈面积成反比，与时间无关。［］8．对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确。(A)位移电流是指变化电场；(B)位移电流是由线性变化磁场产生的；(C)位移电流的热效应服从焦耳─楞次定律；(D)位移电流的磁效应不服从安培环路定理。［］二、填空题（共36分）9．（本题4分）如图所示，真空中两个正点电荷Q，相距2R。若以其中一点电荷所在处O点为中心，以R为半径作高斯球面S，则通过该球面的电场强度通量＝______________；若以0r表示高斯面外法线方向的单位矢量，则高斯面上a、b两点的电场强度分别为________________________。10.（本题3分）质量m，电荷q的粒子具有动能E，垂直磁感线方向飞入磁感强度O+QRS+Qba2R满分7得分《大学物理》第4页共8页为B的匀强磁场中。当该粒子越出磁场时，运动方向恰与进入时的方向相反，那么沿粒子飞入的方向上磁场的最小宽度L=___________。11．（本题3分）如图所示，在纸面上的直角坐标系中，有一根载流导线AC置于垂直于纸面的均匀磁场B中，若I=1A，B=0.1T，则AC导线所受的磁力大小为_______________________。12．（本题8分）真空中稳恒电流I流过两个半径分别为R1，R2的同心半圆形导线，两半圆导线间由沿直径的直导线连接，电流沿直导线流入。(1)如果两个半圆共面(图1)，圆心O点的磁感强度0B的大小为_____________________，方向为____________________；(2)如果两个半圆面正交(图2)，则圆心O点的磁感强度0B的大小为______________，0B的方向与y轴的夹角为__________________。13.（本题4分）位于空气中的长为l，横截面半径为a，用Ｎ匝导线绕成的直螺线管，当符合________和____________________的条件时，其自感系数可表成VINL20)/(，其中V是螺线管的体积。OAc34x(cm)y(cm)×××××××××IyIxIIIzOR1R2图1图2满分7得分满分11得分《大学物理》第5页共8页14.（本题3分）自感系数L=0.3H的螺线管中通以I=8A的电流时，螺线管存储的磁场能量W=___________________。15.（本题8分）写出麦克斯韦方程组的积分形式：_____________________________，_____________________________，_____________________________，_____________________________。16.（本题3分）载有恒定电流I的长直导线旁有一半圆环导线cd，半圆环半径为b，环面与直导线垂直，且半圆环两端点连线的延长线与直导线相交，如图。当半圆环以速度v沿平行于直导线的方向平移时，半圆环上的感应电动势的大小是____________________。三、计算下列各题（共34分）17．（本题10分）如图所示，一个质量为m的物体与绕在定滑轮上的绳子相联，绳子质量可以忽略，它与定滑轮之间无滑动。假设定滑轮质量为M、半径为R，其转动惯量为221MR，滑轮轴光滑。试求该物体由静止开始下落的过程中，下落速度与时间的关系。满分11得分IdcabOv的方向mMR满分10得分《大学物理》第6页共8页18．（本题6分）边长为b的立方盒子的六个面，分别平行于xOy、yOz和xOz平面。盒子的一角在坐标原点处。在此区域有一静电场，场强为jiE300200。试求穿过各面的电通量。Oxzybbb满分6得分《大学物理》第7页共8页19．（本题8分）如图所示两个平行共轴放置的均匀带电圆环，它们的半径均为R，电荷线密度分别是＋和－，相距为l。试求以两环的对称中心O为坐标原点垂直于环面的x轴上任一点的电势(以无穷远处为电势零点)。lxORR+-满分8得分《大学物理》第8页共8页20．（本题10分）一无限长圆柱形铜导体(磁导率0)，半径为R，通有均匀分布的电流I。今取一矩形平面S(长为1m，宽为2R)，位置如右图中画斜线部分所示，求通过该矩形平面的磁通量。四、回答问题（共6分）21．（本题6分）一均匀带电球面和一均匀带电球体。如果它们的半径相同且总电荷相等。问哪一种情况的电场能量大？为什么？IS2R1m满分10得分满分6得分